При эксплуатации угольных месторождений на поверхность извлекается значительное количество подземных средне- и высокоминерализованных вод, оказывающих отрицательное влияние на окружающую среду. Поэтому актуальным является изучение качества поверхностных, подземных, шахтных вод, их миграции во время эксплуатации, а также изучение микрокомпонентного состава этих вод, выявление в них токсичных элементов и процесса их распределения, определение концентраций превышающих предельно-допустимые нормы использования вод для хозяйственно-питьевых, сельскохозяйственных и рыбохозяйственных целей.
Проиллюстрировать все вышесказанное можно на примере ситуации, возникшей в зоне воздействия шахты «Трудовской» на водную среду.
Шахтное поле расположено в Донецко-Макеевском угленосном районе на территории Петровского района города Донецка и Марьинского района Донецкой области.
В геологическом строении шахтного поля принимают участие отложения свит верхнего и среднего карбона, повсеместно перекрытые осадками четвертичного, неоген-палеогенового, мелового возраста. Юрские отложения распространены в западной и северо-западной частях площади.
Поле шахты «Трудовская» расположено на главном водоразделе Донбасса, расчленено речной и балочной системой. Глубина вреза балок достигает 20-30 м, базис эрозии речной и балочной систем находится выше горных выработок шахты на 350 м.
Горные выработки обводняются подземными водами каменноугольных отложений, поступающих из водоносных горизонтов. Среди горных пород карбона водоносными являются песчаники и известняки, а в зоне выветрелых пород (до 50 м глубины от поверхности карбона и в местах тектонических нарушений) нередко обводнены алевролиты и аргиллиты.
Воды каменноугольного водоносного комплекса относятся к пластово-поровому типу. Область питания их находится на участках выходов водовмещающих пород на поверхность.
Увеличение минерализации вод с глубиной составляет от 1,5 г/куб.дм до 8,9 г/куб.дм. Подземные воды по химическому составу относятся к гидрокарбонатным-хлоридно-сульфатным магниево-кальциево-натриевым, от слабосолоноватых до солоноватых, от нейтральных до слабощелочных. Все виды агрессивны к бетону из несульфастойких цементов и коррозирующие к металлическим структурам. Вспенивающиеся при кипячении воды, отлагают большое количество котельного камня.
Для ирригационных целей пригодны с применением искусственного дренажа. Эти же воды поступают в горные выработки. Согласно действующих нормативных документов они могут быть применены для борьбы с пылью в шахте при условии ее очистки от механических примесей и устранения бактереологического загрязнения.
С целью охраны поверхностных источников от загрязнения на шахте осуществляется комплекс природоохранных мероприятий, включающих сброс шахтных вод через отстойники, хлораторную, пруды-осветлители.
Если рассматривать мероприятия по охране и рациональному использованию вод более детально (согласно ПДС, утвержденному в 1998 году), то в их состав входят: систематическая очистка водосборников, чистка горизонтальных отстойников по мере их заиливания, чистка прудов-осветлителей, контроль за техническим состоянием сбросного отводящего коллектора шахтных вод и др. В результате проведения данных мероприятий уменьшилось количество сбросов загрязняющих веществ, минерализация поверхностных вод при сбросе в них шахтных увеличивается незначительно и составляет 3,3-4,1 г/куб.дм, общая жесткость - 27-30 мг-экв/куб.дм. По содержанию хлоридов и сульфатов эти воды для орошения в сельском хозяйстве не пригодны.
Мышьяк, ртуть, скандий, фтор, вольфрам не обнаружены. Таким образом, содержание токсичных компонентов в водах шахты «Трудовская» ниже предельно-допустимых концентраций и с этой точки зрения они не представляют угрозу для окружающей среды.
В шахтном производственном процессе сброс шахтных вод, боковых и ливневых стоков осуществляется по балке Кременная в реку Осыковая.
В результате сброса шахтных вод поверхностные воды реки Осыковая и балки Сухой Яр по своим качественным показателям относятся к гидрокарбонатно-хлоридно-сульфатным, кальциево-магниево-натриевым.
Также в пределах шахтного поля под воздействием подземных вод и эксплуатации угольного месторождения происходит оседание поверхности, которое в настоящий период эксплуатации при управлении кровли полным обрушением составляет от 0,8 до 4,0 м. В связи с этим образованы 2 бессточные впадины. Поэтому на угольном предприятии должны проводиться мероприятия по предотвращению оседания поверхности.
В заключении можно сказать, что изучение качества подземных вод, а также изучение воздействия горного предприятия на водную среду, позволит предпринять те мероприятия, которые максимально уменьшат отрицательное влияние эксплуатации угольного месторождения на окружающую среду.